Vetyä ja tuulta tulevaisuuden laivoihin – EU:lta merkittävä rahoitus Vaasan yliopistolle vähähiilisen merenkulun tutkimukseen

Kansainvälinen merenkulkujärjestö IMO on asettanut tavoitteeksi puolittaa merenkulun kasvihuonepäästöt vuoteen 2050 mennessä. CHEK-hankkeessa aiotaan vähentää merenkulun päästöjä tuomalla laivoihin vähähiilisiä energiamuotoja ja erilaisia teknologioita kuten vetyä, tuulivoimaa, sähköakkuja, lämmön talteenottoa, ilmavoitelua ja uutta kiinnittymisenestoteknologiaa, sekä kehittämällä tapaa, jolla laivoja suunnitellaan ja ohjataan.

Tulokset tullaan testaamaan kahdessa laivassa eli Cargillin irtolastialuksessa, jossa aiotaan käyttää tuulienergiaa purjetta hyödyntämällä, sekä MSC Cruisesin matkustaja-aluksessa, johon on tulossa hankkeessa suunniteltava vetykäyttöinen laivamoottori. Uusien innovatiivisten tekniikoiden käytön ja niiden yhdistelyn avulla pystytään vähentämään 99 prosenttia laivan kasvihuonekaasupäästöistä, saamaan jopa 50 prosentin energiasäästö ja vähentämään mustan hiilen päästöjä yli 95 prosenttia.

– Mikään nykyinen tai kehittyvä teknologia ei yksin pysty vähentämään meriliikenteen hiilidioksidipäästöjä IMO: n kunnianhimoisten 2050-tavoitteiden mukaisesti. Tulevaisuuden merenkulun onkin yhdistettävä kehittyviä teknologioita symbioottisesti toimivaksi kokonaisuudeksi, sanoo CHEK-hankkeen koordinaattori, tohtori Suvi Karirinne, joka toimii Vaasan yliopiston energian ja kestävän kehityksen VEBIC-tutkimusalustan johtajana.

Uusia teknologioita ei aiota noin vain lisätä laivoihin, vaan hankkeessa aiotaan kehittää myös tulevaisuuden vähähiilisten ja energiatehokkaiden laivojen suunnitteluun soveltuva suunnittelualusta – Future-Proof Vessel (FPV) Design Platform. Tämä uudenlainen alusta tarjoaa keinot yhdistää uudet teknologiat mahdollisimman hyvin, jotta ne toimivat symbioosissa toistensa kanssa. Samalla suunnittelualusta huomioi myös laivojen erilaiset käyttötavat.      

Uuden laivasuunnittelumenetelmän avulla hankkeen kahden testialuksen tuloksia voidaan soveltaa myös muihin alustyyppeihin kuten tankkereihin, konttialuksiin, muihin rahtialuksiin sekä autolauttoihin. Hankkeessa aiotaan tehdä myös tulevaisuusskenaarioita sekä analyysia vähähiilisen merenkulun kehitysmahdollisuuksiin vaikuttavista tekijöistä, kuten tämänhetkisestä infrastruktuurista.

Innovatiivisia ratkaisuja monipuolisen konsortion avulla

Kolmivuotisen, ensi keväänä alkavan CHEK-hankkeen monialainen konsortio antaa mahdollisuuden kehittää ja tutkia hyvin innovatiivisia ratkaisuja, jotka parantavat laivojen energiatehokkuutta ja vähentävät hiilidioksidipäästöjä. Konsortiossa on mukana kaksi yliopistoa sekä varustamoja, luokituslaitos, laivasuunnittelu-, energiateknologia- ja muita pienempiä teknologiayrityksiä.

– Vaasan yliopiston energiatekniikan tutkijat osallistuvat vetykäyttöisen laivamoottorin ja sen polttoainejärjestelmän kehittämiseen. Tarkoituksena on rakentaa täysimittainen vetymoottoriprototyyppi, jota testataan Vaasassa.  Kehitettävä polttoainejärjestelmä mahdollistaa vetykäytön myös VEBICin polttomoottorilaboratoriossa. Järjestelmä suunnitellaan niin, että se palvelee tarvittaessa myös polttokennoja ja sallii muidenkin kaasujen käyttämisen, kertoo Vaasan yliopiston energiatekniikan professori Seppo Niemi.

Yliopisto osallistuu myös tulevaisuuden vähähiilisen, energiatehokkaan laivan kokonaisuuden suunnitteluun sekä suunnittelumenetelmien ja energiantuotantoteknologioiden kehittämiseen.

"Kehitämme ja testaamme päästöjen vähentämiseen soveltuvia teknologioita"

– CHEK on yksi merkittävä askel Wärtsilän matkalla meriteollisuuden hiilidioksidipäästöjen vähentämiseksi. Kehitämme ja testaamme päästöjen vähentämiseen soveltuvia teknologioita. Wärtsilä keskittyy hankkeessa vetymoottorin ja porttiperäsimen kehitykseen, energiahallinnan optimointiin ja järjestelmän integrointiin muun muassa tuulivoiman, laivan ilmavoitelujärjestelmän ja uuden ohjattavamman ja paremman hyötysuhteen peräsinjärjestelmän kanssa, sanoo Wärtsilä Marinen tutkimuksesta ja teknologiakehityksestä vastaava johtaja Jonas Åkerman.

Åkermanin mukaan yhteistyö CHEK-hankkeen kumppaneiden kanssa on erittäin hyödyllistä, koska he tuovat hankkeeseen monipuolista tietoa ja taitoa.

– Erityisesti Vaasan yliopistolla, joka on myös yksi ensimmäisiä kumppaneitamme Smart Partner Campus -yhteistyöympäristössämme, on hyvin keskeinen rooli hankkeen koordinaattorina, sanoo Åkerman.

"Vety on vaihtoehtoinen tulevaisuuden polttoaine"

Hankkeen koordinaattorina toimivan Suvi Karirinteen mukaan CHEK-hanke lisää Vaasan yliopiston ja sen VEBIC-tutkimusalustan energiatransitiotutkimuksen vaikuttavuutta suuntautumalla vaihtoehtoisten polttoaineiden ja niiden moottorikäytön tutkimukseen.

–  Vety on vaihtoehtoinen tulevaisuuden polttoaine. Tämä antaa meille mahdollisuuden tutkia ja edistää raskaan liikenteen ja merenkulun kasvihuonekaasujen vähentämistä ja taistella ilmastonmuutosta vastaan, Karirinne sanoo.

Iso EU-hanke myös kehittää Vaasan VEBICin osaamista laajojen tutkimushankkeiden johtamisessa ja hallinnoinnissa. Vetymoottoriin liittyvä infrastruktuuri täydentää VEBICin nykyistä tutkimusinfrastruktuuria, jossa on polttoaine-, polttomoottori- ja älykkäiden sähköverkkojen laboratoriot. VEBICin polttomoottorilaboratoriossa on jatkossa mahdollisuus tutkia yhä laajemmin kaasumaisia polttoaineita, sillä keväällä valmistuu infrastruktuuri biokaasun käyttöä ja tutkimusta varten. Kaasumaisten polttoaineiden tutkimusinfrastruktuurin täydentyminen mahdollistaa tulevaisuudessa, että myös eri energiavektoreiden ja -verkkojen integroitumisen tutkimus kehittyy Vaasan yliopistossa.

Lisätiedot

CHEK-hankkeen koordinaattori, johtaja Suvi Karirinne, Vaasan yliopiston VEBIC-tutkimusalusta, puh. 029 449 8284, suvi.karirinne@uwasa.fi

Energiatekniikan professori Seppo Niemi, Vaasan yliopisto, puh. 029 449 8304, seppo.niemi@uwasa.fi